Искровой промежуток



Искровой промежуток
Искровой промежуток
Искровой промежуток
Искровой промежуток
Искровой промежуток
Искровой промежуток

 


Владельцы патента RU 2548035:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Изобретение касается искрового промежутка (1) для защиты от перенапряжения. Разрядник содержит обращенные друг к другу электроды (3,4,20), имеющие по меньшей мере частично ограничивающие путь прохождения тока средства (7,16,17) для принудительного обеспечения желаемого пути прохождения тока в самих электродах (3,4,20). При этом электроды (3, 4, 20) имеют электродные плечи (10,11,22), которые проходят на общей стороне искрового разряда электродной системы (2). Технический результат - повышение эффективности дугогашения за счет уменьшения времени деионизации искрового промежутка. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к искровому промежутку для обеспечения защиты от перенапряжения, содержащему систему электродов, которая имеет обращенные друг к другу электроды.

Искровые промежутки используются в области передачи и распределения электрической энергии, например в установках продольной компенсации. Такие установки продольной компенсации служат, как правило, для компенсации реактивной мощности в сетях переменного тока и подпадают под понятие так называемых гибких систем передачи переменного тока (FACTS). Для продольной компенсации обычно включают конденсаторный блок последовательно в линию переменного напряжения, при этом защитные блоки разрядников расположены параллельно конденсаторному блоку. Искровой промежуток служит для защиты как конденсаторного блока, так и блоков разрядников. Он может зажигаться очень быстро по сравнению с механическими силовыми выключателями, так что предотвращаются перенапряжения на блоках разрядников и конденсаторов.

Известные искровые промежутки имеют по меньшей мере одну электродную систему из лежащих противоположно друг другу электродов, расстояние или расстояния между которыми установлены так, что искровой промежуток не пробивается самостоятельно ниже определенного напряжения, так что возможно активное зажигание искрового промежутка. Зажигание искрового промежутка приводит к образованию электрической дуги между электродами. После образования электрической дуги замыкается расположенный параллельно искровому промежутку силовой выключатель и тем самым гасится электрическая дуга.

Целесообразно, искровой промежуток имеет короткое время деионизации, так что он после гашения электрической дуги быстро достигает снова своей электрической прочности. При достижении указанной электрической прочности параллельный силовой выключатель может быть снова разомкнут. Затем искровой промежуток снова готов к использованию.

Электрическая дуга возникает сначала в месте с наименьшим расстоянием между электродами. Для короткого времени деионизации требуется, чтобы электрическая дуга как можно быстрее покинула это место наименьшего расстояния. Кроме того, известно, что существует возможность приведения в движение электрической дуги с помощью сил магнитных полей, которые вызываются током, который протекает через электродную систему и электрическую дугу. Известно также, что подвижная пропускающая ток проводящая петля пытается увеличиваться, поскольку создаваемое током магнитное поле внутри петли является более плотным, чем снаружи. Сила тока определяет силу магнитного поля и тем самым величину приводящей в движение электрическую дугу магнитной силы. Направление указанной магнитной силы определяется путем прохождения тока.

На практике электродные установки такого вида расположены по меньшей мере в одном корпусе искрового промежутка с целью защиты электродов от вредного влияния окружения.

Задачей изобретения является создание искрового промежутка, указанного в начале вида, в котором образованная электрическая дуга покидает возможно быстрее место наименьшего расстояния между электродами и при этом увеличивается.

Эта задача решена согласно изобретению тем, что электроды имеют по меньшей мере частично ограничивающие путь прохождения тока средства для принудительного обеспечения желаемого пути прохождения тока в электродах.

Согласно изобретению по меньшей мере часть электродов искрового промежутка имеет ограничивающие путь прохождения тока средства для ограничения или задания желаемого пути прохождения тока в самих электродах. Изобретение основывается на идее, что путь прохождения тока, который целесообразно проходит очень близко к электрической дуге, оказывает во много раз большее влияние на электрическую дугу, чем лежащие дальше пути прохождения тока, которые могут быть обеспечены, например, за счет выполнения подводов, и по причинам подлежащей обеспечению электрической прочности не могут быть расположены как угодно близко к месту образования электрической дуги. Чем больше выбирается расстояние между электродами, тем меньше влияние тока в электрических подводящих проводах, так что ограничивающие путь прохождения тока средства требуются, начиная с определенного увеличивающегося расстояния между электродами, еще больше для перемещения электрической дуги в желаемом направлении и увеличения при этом. Поэтому это выполнение искрового промежутка согласно изобретению особенно пригодно для высоких напряжений. При этом возможно также, что искровой промежуток имеет несколько электродных систем, которые включены последовательно друг с другом. Желаемый путь прохождения тока достигается тогда, когда протекающий в указанном пути прохождения тока ток создает магнитное поле, которое вытесняет электрическую дугу с места ее возникновения с целью ее увеличения. Такой путь прохождения тока, который проходит через саму электрическую дугу, образует, например, участок проводящей петли.

Согласно одному целесообразному варианту выполнения изобретения ограничивающие путь прохождения тока средства ограничивают выемки внутри электрода. На основании выемок внутри электрода, разрядный ток вынужден протекать вокруг указанных выемок. Ограничивающие путь прохождения тока средства образуют участки ограничения выемок, в которых образован путь прохождения тока. Ограничивающие участки выполнены так, что желаемый путь прохождения тока образуется в непосредственном окружении электрической дуги. В этом случае протекающий в пути прохождения тока ток создает магнитное поле, которое вытесняет электрическую дугу с места ее возникновения, т.е. с места наименьшего расстояния между электродами, при этом электрическая дуга увеличивается, что приводит к короткому времени деионизации.

Целесообразно, ограничивающие путь прохождения тока средства имеют ограничивающий путь прохождения тока штифт и/или ограничивающую путь прохождения тока пластину, которые имеют электрическую проводимость, которая отличается от электрической проводимости остального материала соответствующего продольного электрода. С помощью ограничивающего путь прохождения тока штифта можно ограничивать путь прохождения тока в электроде определенной зоной или фокусировать в одной зоне продольного электрода, при этом указанная зона согласно одному варианту выполнения является самим ограничивающим путь прохождения тока штифтом, а именно когда он имеет более высокую проводимость, чем материал электрода, в котором он проходит. В отклонение от этого ограничивающий путь прохождения тока штифт может быть выполнен из изолирующего материала, который проводит ток хуже, чем окружающий его материал электрода. Согласно этому варианту выполнения ток вынужден протекать вокруг ограничивающего путь прохождения тока штифта и распространяться в остальные зоны электродов. Ограничивающая путь прохождения тока пластина целесообразно состоит из материала, который имеет меньшую проводимость, чем остальной материал электрода, в котором она расположена.

В другом варианте выполнения каждый продольный электрод имеет металлический цоколь электрода, а также колпачок электрода, который выполнен из материала, который имеет меньшую электрическую проводимость, чем материал цоколя электрода.

Целесообразно, колпачок электрода состоит из графита.

Согласно одному предпочтительно варианту выполнения изобретения колпачок электрода имеет форму шляпки гриба и образует имеющий форму полусферы экранирующий участок, а также соединенный с экранирующим участком стержневой участок. При этом экранирующий участок и стержневой участок ограничивают внутренние полые пространства, которые можно называть также выемками. Как уже указывалось выше, внутренние полые пространства или выемки вынуждают ток распространяться в стержневом участке или экранирующем участке, так что принудительно задается определенный целесообразный путь прохождения тока.

Согласно одному целесообразному в этом отношении варианту выполнения изобретения между цоколем электрода и колпачком электрода расположена ограничивающая путь прохождения тока пластина, при этом ограничивающий путь прохождения тока штифт проходит через ограничивающую путь прохождения тока пластину в стержневом участке, при этом ограничивающая путь прохождения тока пластина и ограничивающий путь прохождения тока штифт выполнены из материала, который имеет другую проводимость, чем материал колпачка электрода и/или материал цоколя электрода. С помощью ограничивающего путь прохождения тока штифта, ограничивающей путь прохождения тока пластины и внутренних полых пространств можно целенаправленно вызывать протекание тока из цоколя электрода либо через стержневой участок посредине в экранирующий участок колпачка электрода, либо по всей длине имеющего форму полусферы экранирующего участка колпачка электрода. Таким образом, ток получает такое направление, что электрическая дуга быстро вытесняется из первоначального электродного пространства с целью увеличения, при этом достигается, например, более короткое время деионизации для искрового промежутка.

Целесообразно, электродная система имеет два обращенных друг к другу в продольном направлении продольных электрода и смещенный относительно их в поперечном направлении боковой электрод для активного зажигания искрового промежутка, при этом ограничивающий путь прохождения тока штифт проходит в продольном направлении и имеет более высокую проводимость, чем материал колпачка электрода и ограничивающей путь прохождения тока пластины. В отличном от этого варианте выполнения боковой электрод не предусмотрен. Вместо этого искровой промежуток имеет две или более включенные последовательно электродные системы. Каждая электродная система этого последовательного включения имеет два продольных электрода. Соединенные последовательно друг с другом продольные электроды находятся при работе искрового промежутка на общем потенциале среднего напряжения. Каждая электродная система этого последовательного включения обычно расположена в отдельном корпусе.

Однако если в рамках изобретения предусмотрена лишь одна электродная система, то она имеет целесообразно указанный боковой электрод, который расположен со смещением относительно продольного электрода в поперечном направлении. В такой электродной системе продольные электроды целесообразно имеют электродный штифт, который проходит в продольном направлении и имеет более высокую проводимость, чем материал электродного колпачка и ограничивающей путь прохождения тока пластины. При использовании бокового электрода первоначальная электрическая дуга возникает не между продольными электродами, а горит между продольными электродами и боковым электродом. Боковой электрод расположен на стороне искрового разряда и тем самым сбоку от продольных электродов. На основании более высокой проводимости разрядный ток проходит через ограничивающий путь прохождения тока штифт, который проходит в продольном направлении и тем самым в направлении к противоположно лежащему продольному электроду. При этом ограничивающий путь прохождения тока штифт выступает одним концом в имеющий форму полусферы экранирующий участок и проходит оттуда сбоку к основанию первоначальной электрической дуги, которая из-за бокового электрода образуется сбоку от продольного направления на продольном электроде. Ограничивающая путь прохождения тока пластина отделяет цоколь электрода от электродного колпачка, так что между цоколем электрода и колпачком электрода нет непосредственного контакта для образования пути прохождения тока. Таким образом, предотвращается образование паразитных путей прохождения тока. При выходе тока из продольно направленного ограничивающего путь прохождения тока штифта он проходит сбоку через электродный колпачок к основанию электрической дуги на продольном электроде. Поэтому путь прохождения тока образует относительно точки выхода угол, который сильно отличается от 180є и изменяется, например, между 10є и 90є. За счет этого образуется состоящая из электрической дуги и колпачкового участка часть пути прохождения тока проводящей петли, которая на основании магнитных сил имеет тенденцию к расширению, что приводит к вытеснению электрической дуги из первоначального места, т.е. места наименьшего расстояния продольного электрода до бокового электрода.

Если в рамках изобретения предусмотрено последовательное включение электродных систем, то используется отклоняющийся от этого вариант выполнения. В этом варианте выполнения проходящий в продольном направлении ограничивающий путь прохождения тока штифт и ограничивающая путь прохождения тока пластина состоят из электрически непроводящего изолирующего материала, при этом ограничивающая путь прохождения тока пластина отделяет цоколь электрода лишь на части поверхности от электродного колпачка. Зона раздела расположена на стороне искрового разряда соответствующего продольного электрода. Остальная поверхность может использоваться для образования пути прохождения тока. В этом варианте выполнения изобретения не предусмотрен смещенный в боковом направлении боковой электрод, так что электрическая дуга образуется первоначально между продольными электродами в продольном направлении.

За счет изолирующего ограничивающего путь прохождения тока штифта и изолирующей ограничивающей путь прохождения тока пластины, которая предотвращает непосредственный контакт между цоколем электрода и электродным колпачком лишь на стороне искрового разряда каждого продольного электрода, ток вынужден проходить сбоку на стороне подвода через имеющий форму полусферы экранирующий участок электродного колпачка к основанию электрической дуги, при этом снова образуется угол относительно точки отклонения у основания электрической дуги пути прохождения тока, который изменяется между 130є и 10є. В данном случае снова образуется, как указывалось выше, с помощью части пути прохождения тока проводящая петля, за счет чего электрическая дуга вытесняется из первоначального места в плечи электродов.

Целесообразно, электроды имеют электродные плечи, которые проходят на общей стороне искрового разряда электродной системы. Электродные плечи продольных электродов и возможно электродное плечо бокового электрода предпочтительно расположены в общей плоскости. Если электродная система имеет боковой электрод, то он целесообразно также расположен в плоскости, которая образована электродными плечами продольных электродов.

Целесообразно, электродные плечи продольных электродов проходят с увеличением расстояния друг от друга в направлении их свободных концов. Согласно этому предпочтительному варианту выполнения расстояние между электродными плечами увеличивается в направлении их свободных концов. Таким образом, вытесняемая магнитными силами из электродной системы электрическая дуга смещается в место наибольшего расстояния на свободном конце электродных плеч, что приводит к дополнительному уменьшению времени деионизации.

Целесообразно, электрические подводы для продольных электродов электродной системы искрового промежутка расположены оба совместно на одной и той же стороне, которая называется здесь стороной подвода и лежит противоположно стороне искрового разряда. При этом подводы предпочтительно проходят, по существу, поперек образующихся в электродной системе электрических дуг. На основании совместного расположения электрических подводов на стороне подвода соответствующей электродной системы, а также одновременной ориентации в указанном поперечном направлении создается магнитное поле, которое вытесняет возникающую на электродной системе электрическую дугу из места наименьшего расстояния между электродами в электродные плечи, которые расположены на противоположной стороне подвода стороне искрового разряда электродной системы.

Целесообразно, предусмотрен по меньшей мере один резервный электрод, который лежит на том же потенциале, что и один из продольных электродов, при этом каждый резервный электрод расположен относительно свободных концов электродных плеч так, что горящая между электродными плечами электрическая дуга перепрыгивает на резервные электроды.

Как уже указывалось выше, электродная система согласно изобретению для защиты от окружающих влияний расположена по меньшей мере в одном корпусе, который не может быть как угодно большим. Корпус является, например, металлическим корпусом, при этом стенки корпуса лежат на электрическом потенциале и могут представлять для электрической дуги также электрод. Таким образом, слишком далеко распространяющаяся электрическая дуга может достигать корпуса и повреждать его на основании своей высокой температуры. Кроме того, в этом случае через корпус протекает ток. Это также является не желательным. Недостатком является также не контролируемое образование электрической дуги. Поэтому предусмотрен по меньшей мере один резервный электрод, который предпочтительно лежит на потенциале высокого напряжения, на котором находится также один из продольных электродов. На основании геометрического расположения резервного электрода и связанного с этим изменения подвода тока электрическая дуга перебрасывается снова с резервного электрода обратно на электродные плечи электродной системы или на другой резервный электрод. Поэтому в рамках этого варианта выполнения изобретения электрическая дуга вытесняется из электродного пространства в электродные плечи, с концов которых электрическая дуга затем переходит по меньшей мере на один резервный электрод. Таким образом, он перехватывает электрическую дугу, возможно,с поддержкой другим резервным электродом, прежде чем электрическая дуга перепрыгнет на стенку корпуса.

Другие целесообразные варианты выполнения и преимущества изобретения следуют из приведенного ниже описания примеров выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми позициями обозначены одинаково действующие конструктивные элементы и на которых изображено:

фиг. 1 - пример выполнения электродной системы искрового промежутка согласно изобретению;

фиг. 2 - другой пример выполнения электродной системы искрового промежутка согласно изобретению;

фиг. 3 - продольный электрод искрового промежутка, согласно фиг. 2, на виде сверху, при этом удален электродный колпачок;

фиг. 4 - другой пример выполнения электродной системы искрового промежутка согласно изобретению с боковым электродом;

фиг. 5 - другой пример выполнения электродной системы искрового промежутка согласно изобретению; и

фиг. 6 - другой пример выполнения электродной системы искрового промежутка согласно изобретению.

На фиг. 1 показан первый пример выполнения искрового промежутка 1 согласно изобретению, который имеет электродную систему 2 с первым продольным электродом 3 и вторым продольным электродом 4. Электродная система 2 включена последовательно с другой электродной системой, которая не изображена на фигуре. При этом каждая электродная система 2 расположена в отдельном корпусе. Два продольных электрода последовательного включения лежат при работе искрового промежутка 1 на потенциале промежуточного напряжения. В показанной на фиг. 1 электродной системе 2 продольный элемент 3 лежит на потенциале высокого напряжения, а продольный электрод 4 - на потенциале промежуточного напряжения. Можно видеть, что каждый продольный электрод 3, соответственно 4 имеет электродный цоколь 5 и электродный колпачок 6. При этом продольные электроды 3, соответственно 4 лежат противоположно друг другу в продольном направлении. Точнее, продольное направление проходят через точки на соответствующем продольном электроде, которые имеют наименьшее расстояние друг от друга. Кроме того, каждый продольный электрод имеет проходящий в указанном продольном направлении электродный штифт 7 в качестве ограничивающего путь прохождения тока штифта из меди. Электродный цоколь 5 выполнен из алюминия, при этом электродный колпачок 6 состоит из графита. Как показано на фиг. 1, электрические подводы 8 и 9 проходят поперек указанного продольного направления на общей подводящей стороне электродной системы 2 и соединены с электродным цоколем 5 соответствующего продольного электрода 3, соответственно 4.

На стороне, противоположной подводящей стороне искрового разряда электродной системы 2, проходят электродные плечи 10, 11 также в поперечном направлении, при этом каждое электродное плечо 10, 11 соединено с электродным цоколем 5 соответствующего продольного электрода 3, соответственно 4. Подводы 8, 9 электродных цоколей 5 и электродные плечи 10, 11 состоят из алюминия и лежат все в одной общей плоскости. На свободном конце каждого электродного плеча 10, соответственно 11 образован дугостойкий участок 12, соответственно 13, который состоит из материала, который имеет высокую жаростойкость, так что горящая там электрическая дуга вызывает минимальное повреждение. Кроме того, на фиг. 1 схематично показана первоначальная электрическая дуга 14, которая возникает в месте наименьшего расстояния между продольными электродами 3 и 4. Кроме того, показаны путь 15 прохождения тока, а также с помощью стрелок направление прохождения тока.

Можно видеть, что проходящий после зажигания искрового промежутка ток сначала проходит в алюминии электродного цоколя 5, а затем в состоящем из меди электродном штифте 7 в продольном направлении, оттуда также с прохождением в продольном направлении входит в электрическую дугу 14, а затем снова выходит через электродный штифт 7 продольного электрода 4. На основании расположения электрических подводов 8 и 9 на одной той же стороне электродной системы 2, а именно на подводящей стороне, и параллельной ориентации подводов 8, 9 создаются магнитные поля, которые вытесняют электрическую дугу 14 с места ее первоначального зажигания к свободным концам 12, соответственно 13 электродных плеч 10, соответственно 11. Поэтому в искровом промежутке 1 электрическая дуга быстро вытесняется со своего места возникновения в электродные плечи.

На фиг. 2 показан другой пример выполнения искрового промежутка 1 согласно изобретению, однако при этом каждый продольный электрод 3, соответственно 4 имеет ограничивающие путь прохождения тока средства, которые образованы с помощью электродного штифта 7, частично расположенной между электродным цоколем 5 и электродным колпачком 6 ограничивающей путь прохождения тока пластины 24, а также целесообразного выполнения электродного колпачка 6. Электродные колпачки 6 выполнены каждый с грибовидной формой и имеют внутренний удлиненный стержневой участок 16, а также экранирующий участок 17, который выполнен в форме полусферы. Стержневой участок 16 и экранирующий участок 17 ограничивают полые пространства 18, которые можно называть также выемками. Электродный штифт состоит здесь из электрически не проводящего изолирующего материала. Ограничивающая путь прохождения тока пластина 24 имеет также значительно меньшую электрическую проводимость, чем электродный цоколь 5 и электродный колпачок 6. При этом ограничивающая путь прохождения тока пластина 24 расположена лишь на стороне искрового разряда между электродным колпачком 6 и электродным цоколем 5 и предотвращает непосредственный контакт указанных конструктивных элементов лишь на этой стороне. Поэтому путь 15 прохождения тока на основании худшей по сравнению с графитом экранирующего участка 17 электрической проводимости электродного штифта 7 и ограничивающей путь прохождения тока пластины 24 образуется на подводящей стороне в экранирующем участке 17 и проходит оттуда в электрическую дугу 14 и выходит оттуда снова в экранирующий участок 17 продольного электрода 4. При этом в точках отклонения происходит изменение направления пути прохождения тока. Поэтому относительно этих точек отклонения путь прохождения тока образует угол, который может составлять в показанном примере выполнения примерно 130є. Сдвинутый по сравнению с фиг. 1 к точке выхода электрической дуги излом в пути прохождения тока сужает петлю тока в направлении электрической дуги и уплотняет за счет этого в этом месте создаваемое током магнитное поле внутри петли и поддерживает тем самым вытеснение электрической дуги из места ее первоначального зажигания в электродные плечи 10, соответственно, 11. Время деионизации искрового промежутка 1 даже уменьшается по сравнению с показанным на фиг. 1 примером выполнения, поскольку образуется предпочтительный путь прохождения тока в непосредственной близости к электрической дуге.

На фиг. 3 показан продольный электрод 4 искрового промежутка 1 согласно фиг. 2, на виде сверху, однако при этом удален электродный колпачок 6. Можно видеть, что ограничивающая путь прохождения тока пластина 24 в показанном примере выполнения состоит лишь из кругового сегмента и поэтому покрывает электродный цоколь 5 не полностью, а лишь частично, и расположена на стороне искрового разряда, другими словами, обращена к электродным плечам 10, 11. Поэтому на подводящей стороне обеспечивается непосредственный контакт между электродным цоколем 5 и электродным колпачком 6. В качестве альтернативного решения к этому варианту выполнения ограничивающая путь прохождения тока пластина может быть выполнена в виде двух сегментов и иметь в данном случае на подводящей стороне хорошо проводящий круговой сегмент для образования пути прохождения тока.

На фиг. 4 показан другой пример выполнения искрового промежутка 1 согласно изобретению, при этом электродная система 2 снова имеет, как в примере выполнения, согласно фиг. 2 продольные электроды 3, соответственно 4, а также боковой электрод 20. Ограничивающие путь прохождения тока средства электродной системы 2 реализованы с помощью проходящего через ограничивающую путь прохождения тока пластину 24 электродного штифта 7, а также с помощью выполнения в форме шляпки гриба электродного колпачка 6. В показанном на фиг. 4 примере выполнения каждый электродный штифт 7 состоит из меди, т.е. по сравнению с алюминием электродного цоколя 5, графитом электродного колпачка 6 и материалом ограничивающей путь прохождения тока пластины 24 лучше проводящего материала, так что путь 15 прохождения тока образуется в продольном направлении сначала в алюминии электрического подвода 8, алюминии электродного цоколя 5 и в электродном штифте 7 из меди, чтобы затем переходить сбоку с образованием первой точки отклонения в экранирующий участок 17 и проходить в точке 19 выхода с образованием другой точки отклонения под углом в электрическую дугу 14. Соответствующие большие изменения угла вблизи электрической дуги устанавливаются также на продольном электроде 4. На основании этих сильных угловых изменений образуется приблизительно проводящая петля, за счет чего электрическая дуга особенно быстро и также при больших расстояниях между электродами вытесняется в электродные плечи 10, 11.

На фиг. 5 показан другой пример выполнения искрового промежутка 1 согласно изобретению, при этом наряду с электродной системой 2 предусмотрен резервный электрод 23. Резервный электрод 23 предпочтительно расположен относительно электродных плеч 10, соответственно 11 так, что ускоряемая образованными согласно изобретению магнитными полями электрическая дуга вытесняется в электродные плечи 10, 11 и в конечном итоге перехватывается контролируемым образом резервным электродом 23. Для пояснения этого эффекта на фиг. 5 показано прохождение электрической дуги в различные моменты времени, при этом индексы увеличиваются с увеличением времени горения электрической дуги 14. Первоначальная электрическая дуга снова обозначена позицией 14. Она возникает в месте наименьшего расстояния между продольными электродами 3, соответственно 4. На основании магнитных сил электрическая дуга 14 вытесняется из зоны электродов и перемещается, как следует из прохождений 142, 143, 144 и 145, к свободному концу 12, соответственно 13 электродных плеч 10, соответственно 11. Здесь электрическая дуга выгибается дальше из обозначенного позицией 145 прохождения к прохождению 146 и в конечном итоге горит, как обозначено позицией 147, между резервным электродом 23 и электродным плечом 11 продольного электрода 4. Резервный электрод 23 находится на том же потенциале, что и продольный электрод 3. При этом изменяется также прохождение тока, поскольку разрядный ток, как обозначено на фиг. 5 стрелками, проходит через резервный электрод. На основании возникающих магнитных полей электрическая дуга затем снова перебрасывается с резервного электрода обратно на электродные плечи 10 и 12 и имеет, например, прохождение 148. Прохождение 148 означает, что устанавливается цикл взаимодействия между резервным электродом 23 и электродным плечом 10.

На фиг. 6 показан другой пример выполнения искрового промежутка 1 согласно изобретению, при этом электродные плечи 10, 11 не проходят больше параллельно друг другу, как показано на фиг. 5, а с увеличением расстояния друг от друга к их свободным концам. Для обеспечения возможности надежного перехвата электрической дуги при расходящихся электродных плечах 10, 11 предусмотрены два резервных электрода 23, которые также расположены относительно свободных концов электродных плеч 10 и 11 так, что электрическая дуга 14 перехватывается. На фиг. 6 также показано прохождение электрической дуги в различные моменты времени, при этом индексы позиции 14 увеличиваются с увеличением времени горения электрической дуги. Первоначальная электрическая дуга снова обозначена позицией 14. Из прохождений 142, 143, 144 и 145 следует, что электрическая дуга с помощью создаваемых согласно изобретению магнитных сил вытесняется к свободным концам электродных плеч 10, 11. Из прохождения 146 следует, что электрическая дуга в конечном итоге выгибается так сильно, что существует опасность перепрыгивания электрической дуги на неизображенный корпус искрового промежутка 1. Однако это предотвращается с помощью показанного сверху на фиг. 6 резервного электрода 23, на который сначала перепрыгивает электрическая дуга 147. На основании нового направления прохождения тока электрическая дуга 148 затем перебрасывается на нижний резервный электрод 23, после чего снова устанавливается новое прохождение тока. Это приводит к обратному перепрыгиванию электрической дуги 149 на верхний резервный электрод 23, так что устанавливается цикл взаимодействия между верхним и нижним резервным электродом 23. Резервные электроды 23 обеспечивают компактное выполнение корпуса и тем самым всего искрового промежутка.

1. Искровой промежуток (1) для обеспечения защиты от перенапряжения, содержащий систему (2) электродов, которая имеет обращенные друг к другу электроды (3, 4, 20), отличающийся тем, что электроды (3, 4, 20) имеют по меньшей мере частично ограничивающие путь прохождения тока средства (7, 16, 17) для принудительного обеспечения желаемого пути прохождения тока в электродах (3, 4, 20), причем электроды (3, 4, 20) имеют электродные плечи (10, 11, 22), которые проходят на общей стороне искрового разряда электродной системы (2).

2. Искровой промежуток (1) по. п. 1, отличающийся тем, что ограничивающие путь прохождения тока средства (16, 17) ограничивают выемки (18) внутри соответствующих электродов (3, 4, 20).

3. Искровой промежуток (1) по п. 1, отличающийся тем, что ограничивающие путь прохождения тока средства имеют ограничивающий путь прохождения тока штифт (7) и/или ограничивающую путь прохождения тока пластину (24), которые имеют электрическую проводимость, которая отличается от электрической проводимости остального материала соответствующего электрода (3, 4, 20).

4. Искровой промежуток (1) по п. 2, отличающийся тем, что ограничивающие путь прохождения тока средства имеют ограничивающий путь прохождения тока штифт (7) и/или ограничивающую путь прохождения тока пластину (24), которые имеют электрическую проводимость, которая отличается от электрической проводимости остального материала соответствующего электрода (3, 4, 20).

5. Искровой промежуток (1) по п. 3, отличающийся тем, что каждый электрод имеет металлический цоколь (5) электрода, а также колпачок (6) электрода, который выполнен из материала, который имеет меньшую электрическую проводимость, чем материал цоколя (5) электрода.

6. Искровой промежуток (1) по п. 4, отличающийся тем, что каждый электрод имеет металлический цоколь (5) электрода, а также колпачок (6) электрода, который выполнен из материала, который имеет меньшую электрическую проводимость, чем материал цоколя (5) электрода

7. Искровой промежуток (1) по п. 5, отличающийся тем, что колпачок (6) электрода состоит из графита.

8. Искровой промежуток (1) по п. 7, отличающийся тем, что колпачок (6) электрода выполнен в форме шляпки гриба и имеет имеющий форму полусферы экранирующий участок (17), а также удлиненный стержневой участок (16), которые ограничивают внутренние полые пространства (18).

9. Искровой промежуток (1) по п.. 8, отличающийся тем, что между цоколем (5) электрода и колпачком (6) электрода расположена ограничивающая путь прохождения тока пластина (24), и ограничивающий путь прохождения тока штифт (7) проходит в стержневом участке (16) через ограничивающую путь прохождения тока пластину (24), при этом ограничивающая путь прохождения тока пластина (24) и электродный штифт (7) выполнены из материала, который имеет другую проводимость, чем материал колпачка (6) электрода и/или материал цоколя (5) электрода.

10. Искровой промежуток (1) по п. 9, отличающийся тем, что электродная система (2) имеет два лежащих противоположно друг другу в продольном направлении продольных электрода (3, 4) и смещенный относительно их в поперечном направлении боковой электрод (20) для активного зажигания искрового промежутка (1), при этом ограничивающий путь прохождения тока штифт (7) проходит в продольном направлении и имеет более высокую проводимость, чем материал колпачка (6) электрода и ограничивающей путь прохождения тока пластины (24).

11. Искровой промежуток (1) по п. 10, отличающийся тем, что проходящий в продольном направлении ограничивающий путь прохождения тока штифт (7) и ограничивающая путь прохождения тока пластина (24) состоят из электрически непроводящего изолирующего материала, при этом ограничивающая путь прохождения тока пластина (24) проходит лишь частично между цоколем (5) электрода и электродным колпачком (6).

12. Искровой промежуток (1) по п. 1, отличающийся тем, что электродные плечи (10, 11) проходят с увеличением расстояния друг от друга в направлении их свободных концов (12, 13).

13. Искровой промежуток (1) по п. 12, отличающийся тем, что электродная система (2) имеет два лежащих противоположно друг другу в продольном направлении продольных электрода (3, 4) и боковой электрод (20), который смещен в поперечном направлении к стороне искрового разряда относительно продольных электродов (3, 4) и имеет электродное плечо (22), которое проходит в поперечном направлении на стороне искрового разряда.

14. Искровой промежуток (1) по п. 13, отличающийся тем, что все электродные плечи (10, 11, 12) проходят в общей плоскости.

15. Искровой промежуток (1) по любому из пп. 1-14, отличающийся тем, что предусмотрен по меньшей мере один резервный электрод (23), который лежит на том же потенциале, что и один из продольных электродов (3, 4), при этом каждый резервный электрод (23) расположен относительно свободных концов продольных электродов (3, 4) так, что горящая между электродными плечами (10, 11) электрическая дуга перепрыгивает на резервные электроды (23).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено для защиты воздушных линий среднего напряжения. .

Изобретение относится к высоковольтной сильноточной импульсной технике и является усовершенствованным многоканальным рельсовым разрядником, содержащим герметичную диэлектрическую камеру с внешней поверхностью эллиптической формы и наложенным на внешнюю поверхность стеклопластиковым бандажом, установленные параллельно друг другу в центральном сквозном отверстии камеры в плоскости ее симметрии по малой оси эллипса основные электроды полуцилиндрической формы и установленный в закрытом отверстии камеры, смещенном в одну сторону от центрального отверстия в плоскости симметрии по большой оси эллипса, управляющий электрод в виде изолированных друг от друга секций в виде пластин, заостренных с одной стороны и соединенных с другой стороны со стержнями цилиндрической формы, имеющих с заостренной стороны пазы квадратной или полукруглой формы с шагом между пазами, равным двойной ширине пазов, и расстоянием между образующимися кромками, равным величине зазора между управляющим и основными электродами, при этом к каждой из секций через проходную уплотненную шпильку подсоединена запускающая электрическая цепь, состоящая из делителя напряжения между электродами, разделительного конденсатора или неуправляемого разрядника, согласующего-демпфирующего резистора и коаксиального кабеля, металлический магнитный компенсатор, установленный в сквозном отверстии диэлектрической камеры с противоположной стороны от управляющих электродов, внешние электроды, выполненные в виде пластин с полуэллиптическими выборками, охватывающими с двух сторон диэлектрическую камеру, при этом между внешними электродами и диэлектрической камерой установлена пленочная изоляция, гибкие токовые контакты, соединяющие внешние электроды и основные электроды, смотровое окно и предохранительный пленочный клапан, установленные на торцевых отверстиях диэлектрической камеры.

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к сильноточным газонаполненным разрядникам, и может быть использовано для частотно-импульсной коммутации емкостных накопителей высоковольтных формирующих цепей, например, в генераторах импульсных напряжений.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в антенно-фидерных трактах радиопередатчиков и приемников различного назначения. .

Изобретение относится к предохранителям от перенапряжений и может применяться для защиты арматуры фундаментов и опор контактной сети от протекания по ним блуждающих токов, а также для пропуска тока в рельсовую цепь при пробое изоляции контактной сети.

Изобретение относится к области техники высоких напряжений и может быть использовано в схемах грозозащиты высоковольтных электротехнических установок. .

Изобретение относится к электротехнике . .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в информационно-управляемых и вычислительных системах для защиты гальванически развязанных схем, передающих сигналы напряжения и тока, от коммутаххионных перенапряжений, и позволяет повысить надежность защиты.

Изобретение относится к устройству искрового разрядника. Искровой разрядник содержит два плоских электрода, расположенных в корпусе на расстоянии напротив друг друга, образующие камеру горения электрической дуги. Камера для охлаждения газов и выравнивания давления соединена с камерой горения электрической дуги. Тело корпуса сформировано из двух основных частей корпуса, в каждой из которых в противоположных плоскостях имеется соответствующая первая выемка для контактной планки электрода. Контактные планки электродов соединены с соединительными клеммами на наружной стороне тела корпуса. Каждая из основных частей корпуса имеет первую камеру для приема выполненного из диэлектрика держателя для электродов и вторую камеру для приема блока охлаждения с высокой теплоемкостью, имеющего каналы. Теплопроводящая U-образная скоба охватывает снаружи основные части корпуса в области приема блока охлаждения, которая механически соединена с основными частями корпуса с возможностью выдерживать давление. Технический результат изобретения заключается в возможности использования разрядника при высоких нагрузках от тока и при низких токах последствия. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Роговой искровой разрядник с деионной камерой (8) незадувающей конструкции имеет составной корпус из диэлектрика, служащий в качестве опорного и приемного элемента для электродов (1, 2) в форме рогов и для деионной камеры (8), а также средства для проведения потока газа, создаваемого электрической дугой. Корпус разделен по плоскости, определяемой электродами в форме рогов, и образует первую и вторую основные части корпуса. Электроды (1, 2) имеют асимметричную форму. Область (11) движения электрической дуги между электродами в направлении деионной камеры (8) ограничена пластинчатым диэлектрическим материалом (20), каждая из пластин которого вставлена с геометрическим замыканием в первую выемку соответствующей основной части корпуса. Первые выемки вмещают магнитную вставку (21) области (11) движения электрической дуги. Материал (20) изолирует каждую из вставок от соответствующих электродов (1, 2). Основные части корпуса имеют еще по одной, второй выемке, которая фиксирует с геометрическим замыканием вставляемую в нее деталь деионной камеры (8). Между первой и второй выемками в соответствующей основной части корпуса находятся прорези или отверстия. Более короткий (2) из электродов заканчивается перед деталью деионной камеры (8), так что поток газа попадает в деионную камеру только частично. Технический результат - создание компактного легко модифицируемого разрядника с быстрым вхождением дуги в камеру и ее разделением для эффективного ограничения тока. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Разрядник содержит деионную камеру (6) для гашения дуги в корпусе (1) и средства для управления внутренним потоком газа для регулировки характеристик электрической дуги, возникающей при нагрузке импульсным током, и электрической дуги, обусловленной током последействия сети. Расстояние между противоположными поверхностями электродов разрядника в области зажигания поддерживается очень малым. Имеется лишь незначительное расширение расстояния между ними в направлении конца разрядника, что препятствует нежелательному движению электрической дуги при импульсных токах. Циркуляция газа предусмотрена так, что ударная волна от дуги, обусловленной импульсным током молнии, отражается от деионной камеры (6) и/или от препятствий на пути потока, что противодействует движению электрической дуги. Поток газа проходит сквозь деионную камеру (6) с временной задержкой, отводится назад к области зажигания и приводится к имеющимся в электродах отверстиям для потока, способствуя движению дуги при токах последействия сети в направлении деионной камеры (6). Технический результат - обеспечение оптимального ограничения тока последействия сети с исключением поступления в деионную камеру импульсов тока с высокой амплитудой, что повышает срок службы разрядника. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх